32
The E.D.A. - EUROPEAN DEFENCE AGENCY Rue des Drapiers - Brussels EDA EU-HaPS HARBOR PROTECTION SYSTEMS SWE (LEAD NAT), ITA, GER, NOR UW-EMAG SYSTEMS (ITA) - PROJECT MANAGER DR. O.F AGGIONI DIVISION 4 - UW ANTIINTRUDERS PORTS/COASTS PROTECTION SYSTEMS 4.2 - EM SUBSYSTEMS CAP. 4 - F AGGIONI 4.2 - COUNTERING TO THE ASYMMETRIC OPPOSITION - MAGNETIC SIGNALS PROPAGATION ON H 2 O IONIC SOLUTION: THE SELFINFORMED METROLOGY FOR THE SIGNAL DETECTION B1.B - 442 RESEARCHES AND TECHNOLOGY FOR SECURITY , DEVELOPMENT AND WORLD P ARTNERSHIP

DIVISION 4 - UW ANTIINTRUDERS COASTS 4.2 - EM …static.sif.it/SIF/resources/public/files/congr12/invited/Faggioni.pdfthe e.d.a. - european defence agency rue des drapiers - brussels

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  • The E.D.A. - EUROPEAN DEFENCE AGENCY Rue des Drapiers - Brussels

    EDA

    EU-HaPS HARBOR PROTECTION SYSTEMS – SWE (LEAD NAT), ITA, GER, NOR UW-EMAG SYSTEMS (ITA) - PROJECT MANAGER DR. O.FAGGIONI

    DIVISION 4 - UW ANTIINTRUDERS PORTS/COASTS PROTECTION SYSTEMS

    4.2 - EM SUBSYSTEMS

    CAP. 4 - FAGGIONI

    4.2 - COUNTERING TO THE ASYMMETRIC OPPOSITION - MAGNETIC SIGNALS PROPAGATION ON H2O IONIC SOLUTION:

    THE SELFINFORMED METROLOGY FOR THE SIGNAL DETECTION

    B1.B - 442

    RE

    SE

    AR

    CH

    ES A

    ND

    TE

    CH

    NO

    LO

    GY

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    R S

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    ITY,

    DE

    VE

    LO

    PM

    EN

    T A

    ND

    WO

    RL

    D P

    AR

    TN

    ER

    SH

    IP

  • 2008-2012 AN OFFICIAL PROJECT AREA OF THE:

    ITALIAN PNRM PROGRAMMA NAZIONALE RICERCHE MILITARI AND EDA EUROPEAN DEFENCE AGENCY

    - C.A.I.M.N. PROJECT (COASTAL ANTI INTRUDER MAGNETIC NETWORK), PNRM - 2010.12

    - EU-HAPS. PROJECT (EUROPEAN MULTI-SENSORIAL HARBOR PROTECTION SYSTEM), EDA - 2011.12

    SIF. - XCVIII CONGRESSO ANNUALE NAPOLI 2012, SEZIONE 5A - FISICA APPLICATA - 19.9, AULA VA

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION

    SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    O.FAGGIONI 1, 2, 3, M.SOLDANI 2, D.A.LEONCINI 2

    1 - Università di Genova - DITEN - SEALab , Via all’Opera Pia 11a, 16145 Genova

    2 - OGS Ist. Naz. Di Oceanografia e Geofisica Sperimentale - Sez. IRI , Borgo Grotta Gigante 42c, 34010 Sgonico (TS)

    3 - INGV Ist. Naz. Geofisica e Vulcanologia - Sez. ROMA2, Via di Vigna Murata 605, 00143 Roma

    MM - MARINA MILITARE - CENTRO DI SPERIMENTAZIONE E SUPPORTO NAVALE - LA SPEZIA -ITALY

    MM - MARINA MILITARE - COMANDO FORZE CONTROMISURE MINE - LA SPEZIA - ITALY

    UNIVERSITÀ DI GENOVA - DITEN – SEALAB - GENOVA - ITALY

    OGS - IST. NAZ. DI OCEANOGRAFIA E GEOFISICA SPERIMENTALE - SGONICO (TS) - ITALY

    INGV - IST. NAZ. GEOFISICA E VULCANOLOGIA - ROMA - ITALY

    RESEARCH SUPPORTED BY:

    ITALIAN STATE DEFENCE MINISTRY AND EDA EUROPEAN DEFENCE AGENCY WELCOME

    DIA THE C.A.I.MA.N. AND HA.P.S. PROJECTS

    EDA

    EUROPEAN DEFENCE AGENCY

  • DIA 01

    Faggioni - 2012

    PRVND

    T

    RPRVND

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    S. T. R. O. BA. TECH.

    TLC

    EN. CONS. SP. ATM.

    LND.

    S SYMMETRIC ASYMMETRIC

    SISTEMI EMAG UW ANTITERRORISMO

    oggi siamo qui

  • DIA 02

    Faggioni - 2012

    PRVND

    T

    RPRVND

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    OBIETTIVO: RICONOSCIMENTO “CLASSIFICAZIONE” DI SEGNALI DA SORGENTI DINAMICHE MAGNETICHE LABILI, PROSSIME, QUASI PUNTIFORMI IN AMBIENTE

    ELETTROMAGNETICO UW DURO

    METODO PROPOSTO: METROLOGIA + SI.PR.AN.

    LETTURA SELFINFORMED

    DCV TD/FD

    A

    N.O.

    0.2 [m/S] < VT < 1.5 [m/s]

    S.R. = 24 [HZ]

    T.S.D. 0.2 X m = 125

    T.S.D. 1.5 X m = 16

    FZ. T0.2 = .2 [HZ]

    FZ. T1.5 = 1.5 [HZ]

    [1.] Faggioni O., CF05Ex Relazione Finale, COMFORDRAG-MM, 2005

  • DIA 03

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    BANDE COMPONENTI IL CAMPO MAG AMBIENTALE PORTUALE

    CAMPO GEOMAGNETICO AMBIENTALE

    C.N. COMPONENTE NATURALE

    C.A. COMPONENTE ARTIFICIALE

    Esempio Segnali di origine C.N. e C.A. - Spigolo di Mezzogiorno, Isola del Tino

    C.N. C.A. nT

    s

    Z (EDA-FM100B)

    [2.] Faggioni O., Appunti di Fisica Terrestre, UNIPI – Facoltà di Scienze MFN, A.A. 2003/04

    02-A

    02-B

    PRVND

    T

    RPRVND

  • DIA 04

    Faggioni - 2012

    RESEARCH SUPPORTED BY:

    ITALIAN STATE DEFENCE MINISTRY AND EDA EUROPEAN DEFENCE AGENCY

    COMPONENTE NATURALE

    ΔF ( t ) = Q + D

    SV + Sq + L

    Dst + Dloc

    DR + DP1

    ΔF ( t ) = SV + Sq + L + DR + DP1 + Dloc

    0 1 2 3 4 5 6 9 8 9

    0 - 3

    4 - 8

    9 - 16

    17 - 30

    31 - 50

    51 - 85

    86 - 140

    141 - 230

    231 - 250

    > 350

    SCALE OF INTERNATIONAL INDEX K (PLANETARY INDEX OF GEOMAGNETIC ACTIVITY)

    K

    ΔFH [nT]

    Q → quiet field

    D → disturbed field

    [2.]

    [3.] De Santis A., Tempeste, Sottotempeste e Baie Magnetiche, Ann. Geof., 36, Suppl. 5-6, 55-57

    [4.] De Vuist A., De Meyer F., Spectral Analysis of Geomagnetic Data from One Station (Dourbes 1960-70), Istitut R. Meteorologique Belgique,

    Publ Sez. A, 80, 1973

    PRVND

    T

    RPRVND

  • DIA 05

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    [2.]

    COMPONENTE ARTIFICIALE

    Fha ( t ) = fe ++/+++ + emF ( t )

    Kf = Rmag ∙ [Imag ] -1 iF

    FROM WAISS DOMINIONS ACTIVITY

    PRIMARY ELECTROMAGNETIC TRANSIENT FIELDS [INDUCING EMAG FIELDS]

    SECONDARY ELECTROMAGNETIC FIELDS

    [INDUCED MAG FIELDS]

    KONIGSBERGER FACTOR

    [INDUCING COEFFICIENT]

    CAMPO EMAG AMBIENTALE PORTUALE [PLANETARY MAG ACTIVITY CONDITIONS: Q DAY]

    F ( t ) = D + emF + iF esempio

    STATIC COMPONENT

    - 15

    0

    15

    0 300

    nT

    s

    HARBOR OF LA SPEZIA

    PRVND

    T

    RPRVND

  • DIA 06

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    “OFFSHORE” “INSHORE” DIGA FORANEA

    BANCHINA GIOVANNINI DIGA FORANEA BANCHINA GIOVANNINI - BASE NAVALE MM

    - 25

    25

    0 7450 m

    nT

    “OFFSHORE” MAG NOISE

    “IN

    SH

    OR

    E”

    MA

    G N

    OIS

    E

    Q DAY PLANETARY CONDITION

    MAG NOISE DYNAMIC FROM OFFSHORE TO HARBOR A-SHORE

    PRVND

    T

    RPRVND

    [5.] Faggioni O., Classificazione numerica del segnale elettromagnetico in ambiente subacqueo, COMFORDRAG-MM Comando, 2010

  • DIA 07

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND

    Q = ∑ (Ei + . . . . + En )

    n

    i = 0

    Ci = Ei ∙ Q −1

    CONTENUTO INFORMATIVO

    CAPACITÀ INFORMATIVA

    PARTIZIONE OPERATIVA DELL’ENERGIA

    Q = ET ENERGIA DI SISTEMA

    Ei ENERGIA INFORMATIVA

    ET - Ei = EP ENERGIA PASSIVA

    ENERGIA DELLA IESIMA COMPONENTE ELEMENTARE DEL CAMPO

    CONTENUTO INFORMATIVO, CAPACITÀ INFORMATIVA, PARTIZIONE

    DELL’ENERGIA , FATTORE DI ASCOLTO

    FATTORE DI ASCOLTO

    FR = Etarget ∙ Ep-1

    [6.] Faggioni O. et Al. – Undersea harbor defence: a new choice in magnetic networks – J. Appl. Geoph., Elsevier (2010), 72, pp. 46-56

  • DIA 08

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND DICHIARAZIONE D’OBITTIVO E METODO DI CONSEGUIMENTO (DA DIA 01)

    1 - PROBLEMA: CLASSIFICAZIONE DELLA SORGENTE DAL SEGNALE PRODOTTO (PROBLEMA INVERSO)

    2 - OBIETTIVO: LETTURA E CLASSIFICAZIONE DEL SEGNALE MAG DI PROSSIMITÀ DA SORGENTE LABILE,

    QUASI PUNTIFORME, IN MOVIMENTO.

    3 - METODO: LETTURA DEL CAMPO IN PIÙ PUNTI (SELFINFORMAZIONE) E CONFRONTO (DCV) DELLE

    MISURE (IN TD O FD) PER INDIVIDUAZIONE DI SEGNALI RESIDUI PRODOTTI DA CORRUZIONE LOCALE

    ASSOCIABILI ALLA SORGENTE RICERCATA

    4 - KERNELL METROLOGICO: ARCHITETTURA

    DI SISTEMA (POSIZIONE RECIPROCA DEI

    SENSORI) BASATA SU UNA DISTANZA

    INFORMATIVA “L” CHE CORRELI IL NOISE E

    DECORRELI IL SEGNALE TARGET

    [7.] Faggioni O. , Classificazione numerica del segnale elettromagnetico in ambiente subacqueo, MM-COMFORDRAG, 2010

  • DIA 09

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND IL KERNELL DEL PROBLEMA FISICO: IMPLEMENTAZIONE NUMERICA DI Ci

    PROTOCOLLI DI IMPLEMENTAZIONE NUMERICA DI Ci

    ES. PROTOCOLLI STANDARD

    • FILTRI IN FREQUENZA (LP/BP/HP) CONGETTURALI

    • DETERMINISTICA ELEMENTARE CONSISTENTI PER CAMPI A BASSO CONTENUTO SPETTRALE INCONSISTENTI IN CAMPI AD “ALTO NOISE” ED IN GENERALE

    IN CONDIZIONI DI SORGENTE TARGET A BASSO Ci

    DETERMINAZIONE DEI VARI CONTRIBUTI ELEMENTARI DA SORGENTI NOTE E DECONVOLUZIONE DI CIASCUNO DI QUESTI DAL CAMPO TOTALE; L’EVENTUALE RESIDUO

    RIMANENTE È ASSOCIATO ALLA SORGENTE TARGET.

    IL PROTOCOLLO SIA (SELF INFORMED ARCHITECTURE)

    AUTOINFORMAZIONE: MISURA DEL CAMPO MAGNETICO AMBIENTALE IN P0(X,Y,Z) ED UTILIZZO

    DI QUESTO SEGNALE COMPOSTO QUALE FILTRO DEL CAMPO MAGNETICO MISURATO IN

    P1(X+LX,Y+LY,Z+LZ); EVENTUALE RESIDUO DI FILTRAGGIO = SEGNALE LOCALE DEL TARGET

    FP(X+L,Y+LY,Z+LZ) - FP(X,Y,Z) = FTARGET

    questi siamo noi

    [6.], [7.],

    [8.] Faggioni O., Lezioni di MGA (Misure Geofisiche Automatiche) - Università di Genova, Facoltà di Ingegneria, Scuola di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Elettronica, Robotica, Ambientale - A.A. 2009/2010

  • DIA 10

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND STABILITÀ SPAZIALE DELLE VARIAZIONI TEMPORALI DEL CAMPO MAGNETICO E

    COERENZA SPAZIALE DELLA MISURA

    STABILITÀ SPAZIALE DELLE VARIAZIONI TEMPORALI DEL CAMPO MAGNETICO (FSS) = VOLUME DI SPAZIO OCCUPATO DALLA VARIAZIONE DI CAMPO MAGNETICO (SO CALLED TIME ANOMALY)

    FSS (F SPACE STABILITY) È FUNZIONE DI: 1 DAL VOLUME EFFETTIVO DI CAMPO MAGNETICO

    TERRESTRE INTERESSATO ALLA VARIAZIONE

    2 INTENSITÀ DELLA TRANSIENZA DELLA VARIAZIONE

    3 VARIZIONE MASSIMA DI CAMPO ACCETTABILE DALLA

    MISURA

    4 CARATTERISTICHE ELETTROMAGNETICHE LOCALI (S.C.

    LOCAL INDUCTIVE ACTIVITY)

    COERENZA SPAZIALE DELLA MISURA: DISTANZA FRA DUE PUNTI DI RILEVAMENTO DEL SEGNALE IN CUI LA

    MISURA DEL SEGNALE È COERENTE (VARIAZIONE DI INTENSITÀ DEL SEGNALE ENTRO UN ΔF DEFINITO

    DALLA SENSIBILITÀ METROLOGICA RICHIESTA DAL PROBLEMA) → DISTANZA INFORMATIVA

    LA DISTANZA INFORMATIVA DI DUE PUNTI DI MISURA

    SUCCESSIVI NEI SISTEMI SIA CORRELA IL

    NOISE E DECORRELARE IL SEGNALE DEL TARGET

    (CON NOISE, IN QUESTO AMBITO, SI INTENDONO TUTTI I SEGNALI

    MAGNETICI (NATURALI ED ARTIFICIALI) PRESENTI IN UN VOLUME

    GEOMAGNETICO ECCETTO IL SEGNALE TARGET)

    [ 9.] Faggioni O., Coastal anti intruder magnetic network: numerical and technical detection performances analysis, MM-COMFORDRAG 2010

    [ 10.] Gabellone A. et Al. – CAIMAN - Coastal Anti-Intruders MAgnetic Networks – RTO-MP-SET Symposium on NATO Military Sensing, Orlando Florida, USA, March 12-14 2008, (NATO Class.)

  • DIA 11

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND COERENZA SPAZIALE: EFFETTO DELLE VARIAZIONI DI CONDUCIBILITÀ

    ELETTRICA LOCALE

    X

    Y

    Z

    CONDUTTORE

    CAMPO MAGNETICO INDOTTO

    AREA DI COERENZA

    AREA DI INCOERENZA

    F( 1 ) F( SR ) F( 2 ) ↔ ↔ COERENZA COERENZA

    F( 1 ) F( SR ) F( 2 ) ↔ ↔ COERENZA INCOERENZA

    [5.], [7.], [8.], [9.], [10.]

  • DIA 12

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND EFFETTI SULL’EFFICIA S.I.A. DI MISURE COERENTI/INCOERENTI

    MAG SENTINEL

    MAG REFERENCE 1

    L1 = 7m

    MAG REFERENCE 2

    L2 = 4m FILTER

    FILTER

    S R1 R2

    S-R1 S-R2

    nT

    10 s

    FALSE

    L1 = NOT COHERENCE DISTANCE, L2 = COHERENCE DISTANCE

    [5.], [7.], [8.], [9.], [10.]

  • DIA 13

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND EFFETTI METROLOGICI DELLA STABILITÀ SPAZIALE DELLE VARIAZIONI

    TEMPORALI EMAG

    1

    2

    3

    L.P.│∆ E1-2 │ E1 → E2 ≈ 18%E1

    L.P.│∆ E1-3 │ E1 → E3 ≈ 194%E1

    ER

    E2

    E1

    DEGREE OF CORRELATION: HIGH

    DECORRELATION

    A [NT]

    T [S]

    [5.], [7.], [8.], [9.], [10.]

  • DIA 14

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND

    A

    A

    N.O.

    N.O.

    f = 1 (THEORIC); FULL CHOERENCY

    STANDARD C.A.I.MA.N.

    SPECTRAL BAND OF DIVER ACTIVITY

    DIVER COMMERCIALE – NOISE PORTUALE

    ENERGIA PASSIVA

    ENERGIA INFORMATIVA E ( I )

    100%

    0 400 cm 110 cm

    1. Deconvoluzione di segnali in posizione reciproca

    di coerenza teorica 1: stessa frequenza e ampiezza

    per tutte le componenti armoniche della banda

    considerata

    2. Deconvoluzione di segnali registrati in posizione

    reciproca di coerenza sperimentale

    f = f ( λ )

    1

    2

    E ( I ) → Energia del segnale target - E ( P)

    E ( P ) → Energia del noise (nel periodo

    di sviluppo del segnale target

    COERENZA, ENERGIA “INFORMATIVA”, “ENERGIA PASSIVA”, INCONSISTENZA

    INTRINSECA DELLA MISURA MAGNETICA DIRETTA

    [5.], [7.], [8.], [9.], [10.]

  • DIA 15

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND ANALISI QUANTITATIVA DELLE INCONSISTENZE METROLOGICHE INTRINSECHE (CONFIDENZA) DEL METODO MAGNETICO DIRETTO (Es. xxxxxxxxxxxxx )

    3

    N

    2 1

    prossimità metrologica

    K [m]

    K [n

    T]

    A

    CURVE SPERIMENTALI DI DECADIMENTO F SEGNALE MAG:

    1. Sorgente Classe 1

    2. Sorgente Classe 2

    3. Sorgente Classe 3

    N Noise EMAG portuale subacqueo

  • DIA 16

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND ESEMPIO DELL’EFFICACIA DELLA MISURA DIRETTA MAG IN AMBIENTE

    PORTUALE

    MAG ENV. NOISE MAG DIVER SIGNAL

    Ampiezza e lunghezza d’onda del segnale target dello stesso ordine delle dominanti nella

    banda spettrale mag noise portuale quindi l’osservazione diretta (anche se appoggiata da

    analisi LP in frequenza) non classifica il segnale magnetico del diver .

    CAPACITÀ DI MISURA: EFFICACE

    CAPACITÀ DI CLASSIFICAZIONE: NULLA

    [5.], [7.], [8.], [9.], [10.]

  • DIA 17

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND RETI DI CONTROLLO RIFERITE PORTUALI:

    ARCHITETTURA REMAN - UW REFERRED MAGNETIC NETWORK

    CPU

    1

    ∆1RD

    0

    measurement

    interpretation

    control

    CAIMAN YES

    2 3 4 5 6

    RD

    ∆2RD ∆3RD ∆4RD ∆5RD ∆6RD

    NO decision

    UW-MAC-System - ITA - Subsystem EMAG “MAC-mag” - REMAN

    Faggioni – WSS 2009 – Cobenhavn

    L EMAG TV space stability distance

    [11.] Faggioni O., et Al., Time Domain Performances, Analysis, of Underwater Magnetic SIMAN System for Port Protection, Journal of

    Information Assurance and Security, Dynamic Publisher, Vol. 4 (2009), Issue 6, pp. 401-408

  • DIA 18

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND RETI DI CONTROLLO RIFERITE PORTUALI:

    ARCHITETTURA SIMAN - UW SELF INFORMED MAGNETIC NETWORK

    1 measurement

    interpretation

    control

    CAIMAN

    2 3 4 5 6

    CPU

    0 YES

    ∆12 ∆23 ∆34 ∆45 ∆56

    NO decision

    UW-MAC-System - ITA - Subsystem EMAG “MAC-mag” - SIMAN

    Faggioni – WSS 2009 – Cobenhavn

    L EMAG TV space stability distance

    [11.]

  • DIA 19

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND RETI DI CONTROLLO RIFERITE PORTUALI CELLA ELEMENTARE:

    ARCHITETTURA SIMAN - UW SELF INFORMED MAGNETIC NETWORK

    Buscar el levante por el ponente

    1 measurement 2 3

    CPU

    0 NO

    ∆12

    ∆23

    SI

    decision

    UW-MAC-System - ITA – Elementary Operatice Cell- SIMAN

    Faggioni – WSS 2009 – Cobenhavn

    0 NO

    [11.]

  • DIA 20

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND DALLA MISURA ALL’ALLARME: I PASSI DI CAIMAN

    CAIMAN

    PROTOCOLLI DI

    MISURA

    CAIMAN

    PROTOCOLLI DI

    PROCESSO

    CAIMAN

    DATO

    CONTROLLI

    STABILITÀ DEL

    SEGNALE

    ANTIALIASING (HAMMING/HANNING/COSINE

    BELL…..)

    IRROBUSTIMENTO

    INFORMAZIONE (P.E.C. FILTER)

    SI.PR.AN.

    INFORMAZIONE AREA OPZIONALE

    [12.] O. Faggioni et al. – Development of anti intruder underwater system: TD evaluation of the sel-informed magnetic network performance – CISIS

    Comput. Intell. Sec. for Inf. Syst. – Advances in soft comput, Springer, 53, 2008, pp 100-107

  • DIA 21

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND

    CONDIZIONI SPERIMENTALI

    RISPOSTE STRUMENTALI

    A B

    SENTINEL MAGNETOMETER

    REFERENCE MAGNETOMETER

    SEA BOTTOM

    SHIP PIER

    L

    CONDIZIONI SPERIMENTALI

    [ 6.]

    [13.] Faggioni O., et Al., “HD” High Definition Magnetic Survey Performance, Online Proceedings MAST 2009 Conference, October 21-23,

    Stockholm, SWE, 2009

    [14.] Gabellone A., O. Faggioni, M. Soldani, P. Guerrini, The CAIMAN Experiment, UDT Undersea Defence Technology XX, Naples, ITA, jun 2007

  • DIA 22

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND RISPOSTA CAIMAN

    risposta da misura diretta

    protocollo CAIMAN

    risposta CAIMAN

    [ 6.], [13.], [14]

  • DIA 23

    Faggioni - 2012

    MAGNETIC ADVANCED SOLUTION FOR PORT PROTECTION SYSTEMS: THE SELF-INFORMED NETWORK CHOICE

    PRVND

    T

    RPRVND CONFIDENZA DELLA RISPOSTA CAIMAN - ALLARMI

    nome industriale del sistema di difesa portuale: CAIMAN = sottosistema magnetico di MAC (Magnetic Acoustic System)

    risposta CAIMAN

    Analisi di confidenza detezione:

    A. Misura diretta - rapporto fra decisioni vere di

    sistema, decisione umana, decisione errate di

    sistema

    B. Misura CAIMAN - rapporto fra decisioni vere di

    sistema, decisione umana, decisione errate di

    sistema

    Numero campioni statistica = 258

    [ 6.], [13.], [14]

  • DIA 24

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    PRVND

    T

    RPRVND CONTROLLO DI STABILITÀ DEL SEGNALE

    CADUTA DEL SISTEMA

    OBIETTIVO:

    RICOSTRUZIONE DELLA SEQUENZA

    NUMERICA DI CONTROLLO SENZA

    CORROMPERE LA C DELLA SEQUENZA

    NUMERICA ACQUISITA

    TECNICA ADOTTATA:

    1. SOTTOCAMPIONAMENTO DI F ( T ) CON ΔS = T E IN FASE

    CON T [T = DURATA DELLA CADUTA DEL SISTEMA]

    2. RICOSTRUZIONE DELLA F ( T ) DI BASSA FREQUENZA

    3. TRASFERIMENTO, IN FASE CON LA SEQUENZA CORROTTA,

    DEL SEGMENTO DI F ( T ) LP DI LUNGHEZZA T NELLA SERIE

    MISURATA

    4. ANALOGO TRASFERIMENTO DI UN SEGMENTO T DI

    OPPORTUNA F ( T ) HP E CONVOLUZIONE DELLO STESSO

    CON CORRISPONDENTE SEGMENTO DI PUNTO 3.

    [ 6.], [13.], [14]

    [ 15.] Faggioni O. et Al. – Geomagnetic observatory of Terra Nova Bay station (Antarctica): the synthetic reconstruction of the 01.00UTJD01.88 :

    12.00(UT) JD18.88 – Atti XII GNGTS, 1991

  • DIA 25

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    T

    RPRVND ROBUSTEZZA NUMERICA DELL’INFORMAZIONE

    (FILTRO P.E.C. PASSIVE ENERGY CUTTER)

    P.E.C. = filtro passa alto in ampiezza con controllo di robustezza in LP di frequenza

    AHP = 1.5 [nT]

    AHP = 2.5 [nT]

    AHP = 4.0 [nT]

    [ 6.], [13.], [14]

  • DIA 26

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    T

    RPRVND RECEIVER OPERATING CHARACTERISTIC P.E.C. IMPROVING BY

    P.E.C. PROCEDURE

    ELABORAZIONE ROC DEL RAPPORTO TRUE/FALSE DEL PROTOCOLLO DI DETEZIONE CAIMAN (SIMAN = SIGLA

    INDUSTRIALE DEL SISTEMA CAIMAN). ROC A → DATO GREZZO, ROC B → DATO PEC FILTRATO.

    [ 6.], [13.], [14]

    [ 16.] Leoncini D., et Al., Development of Anti Intruders Underwater System; Time Domain Evaluation of the Self-Informed Magnetic Networks

    Performance. Proceedings of Computational Intelligence in Security for Information Systems, CISIS 2008. 1, 11, 70, 72

  • DIA 27

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    RPRVND ESEMPIO DI PROCEDURA DI RESTITUZIONE DELL’INFORMAZIONE

    PRODOTTO GRAFICO DIRETTO DEL SISTEMA CAIMAN

    RISULTATI FILTRO P.E.C.:

    A → B →C = AUMENTO DI

    PROFONDITÀ DEL FILTRO

    1.5 → 2.5 → 4.0 [NT]

    ESEMPIO DI PRODOTTO FINALE VIDEO (CON ALLARME SONORO)

    DOPO:

    A ULTERIORE FILTRO HPA P.E.C. SOGLIA 15 [NT] (SOGLIA NON

    DETETTIVA DI RAPPRESENTAZIONE GRAFICA) E STABILIZZAZIONE DI

    BASSA FREQUENZA (HP STANDARD); FUNZIONE RAPPRESENTATA F ( T )

    B COME SOPRA; ); FUNZIONE RAPPRESENTATA │F ( T )│

    [ 6.], [13.], [14], [ 16.].

    [ 17.] Faggioni O.,et Al., Anti-intruder port protection “MAC (Magnetic ACoustic) System”: advances in the magnetic component performance,

    WSS – WaterSide Securioty 2008, Copenhagen, DAN, ago 2008.

  • DIA 28

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    T

    RPRVND

    N DATA POSIZIONE SIGLA NOISE LEVEL SUBACQUEI

    1. 31.05.05 CALA FORNACE CF05EXP MEDIO-BASSO NURC

    2. 08.09.05 D.NA DUCA ABRUZZI CAIMAN I ALTO COMFORDRAG

    3. 03.04.06 M. VARICELLA 2 HPT TRIALS NATO MEDIO COMFORDRAG

    4. 10.06.06 MOLO NURC CAIMAN II MOLTO ALTO COMSUBIN

    5. 15.09.09 ISOLA TINO ITXXX MEDIO-BASSO COMFORDRAG

    6. 23.09.09 B. GIOVANNINI CAIMAN III ALTO COMFORDRAG

    7. 17.05.10 B. GIOVANNINI CAIMAN IV ALTO COMFORDRAG

    8. 14.09.11 BANCHINA CSSN TEST HAPS TRIALS I MOLTO ALTO COMFORDRAG

    9. 19.09.11 ECKERNFOERDE HAPS TRIALS I MEDIO ALTO WTD71 - BUNDESMARINE

    PIANO STORICO DELLE ATTIVITÀ SPERIMENTALI OPERATIVE

    [ 18.] Faggioni O., Classificazione numerica del segnale elettromagnetico in ambiente subacqueo, MM-COMFORDRAG, 2010

  • DIA 29

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    T

    RPRVND CONCLUSIONI

    1 - CAIMAN RISOLVE IL PROBLEMA DELLA CONFIDENZA DEGLI ALLARMI

    MAGNETICI DA TRANSITO DI SORGENTI MAG LABILI, QUASI PUNTIFORMI

    2 - CAIMAN NEL SUO ASSETTO SIA È ELETTO SOTTOSISTEMA MAG DEL

    SISTEMA MAG DI DIFESA PORTUALE EUROPEO EDA – HAPS

  • DIA 30

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    domande ?